Tu relies la tension, l'intensité et la résistance dans un circuit, tu calcules la puissance d'un appareil, puis l'énergie qu'il consomme, en joules comme en kilowattheures.
Dans un conducteur ohmique, la tension U appliquée à ses bornes et l'intensité I qui le traverse sont proportionnelles : U = R x I, où R est la résistance du conducteur. La tension se mesure en volts, l'intensité en ampères, la résistance en ohms. De cette relation on tire aussi R = U / I et I = U / R.
La puissance électrique consommée vaut P = U x I, en watts. En combinant avec la loi d'Ohm, on obtient aussi P = R x I au carré et P = U au carré divisé par R. L'énergie consommée pendant une durée t vaut W = P x t : en joules si la durée est en secondes et la puissance en watts, en kilowattheures si la durée est en heures et la puissance en kilowatts.
Un exemple
Un ménage de Kinshasa, alimenté depuis le réseau que fournit la centrale hydroélectrique d'Inga, utilise un fer à repasser de 1100 W deux heures par jour pendant trente jours. L'énergie consommée vaut 1,1 kW x 2 h x 30 jours = 66 kWh. C'est cette unité, le kilowattheure, que l'on retrouve sur le compteur et sur la facture, et non le joule, beaucoup trop petit pour l'usage domestique.
Astuce
Un kilowattheure correspond à 1000 W pendant 3600 s, soit 1000 x 3600 = 3 600 000 J. Tu n'as donc pas besoin de mémoriser ce nombre : il suffit de te rappeler qu'un kilowatt vaut 1000 watts et qu'une heure vaut 3600 secondes.
Attention
La puissance dit à quelle vitesse un appareil consomme, l'énergie dit combien il a consommé au total. Une ampoule de 60 W allumée toute la nuit consomme plus d'énergie qu'un fer de 1100 W utilisé une minute, alors que sa puissance est presque vingt fois plus faible. C'est bien l'énergie, et non la puissance, qui est facturée.
À retenir
U = R x I ; P = U x I = R x I au carré = U au carré sur R ; W = P x t. Un kilowattheure vaut 3 600 000 joules. La loi de Joule dit que l'énergie dissipée en chaleur dans une résistance vaut R x I au carré x t.
Une question à la fois. Après chaque réponse, tu vois tout de suite si c'est juste, et surtout la méthode pour y arriver.
Question 1 sur 6
Écris seulement le nombre.
Source du programme : Programme éducatif du domaine d'apprentissage des sciences, sciences physiques et technologies de l'information et de la communication, 3e année des humanités scientifiques, DIPROMAD/MEPST, Kinshasa 2021, matrice MSP 5.7 Loi d'Ohm et loi de Joule